Известные методы восстановления емкости аккумуляторных батарей

Отдельные методы могут помочь восстановить емкость аккумуляторов (в том случае, если имеет место сульфатация).

1. Заряд реверсивными токами.

Сильно засульфатированный аккумулятор непригоден к работе. Сульфатацию электродов в значительной мере можно предотвратить (а засульфатированные электроды - частично восстановить) разными способами. Одним из способов профилактики сульфатации и восстановления работоспособности засульфатированных электродов является заряд аккумуляторной батареи реверсивным током.

Реверсивный ток - это переменный ток с различными амплитудами и длительностями импульсов обеих полярностей за каждый период их следования. За каждый период следования импульсов тока аккумулятор заряжается и частично разряжается. При определенном соотношении амплитуд и длительности импульсов прямого и обратного тока снижаются газовыделение и температура электролита.

В соответствии с теорией и практикой электрохимических процессов заряд аккумулятора реверсивным током дает возможность управлять восстановительными реакциями и структурными изменениями активного материала электродов. Меняя соотношения между зарядными и разрядными импульсами, а также изменяя их амплитуду, можно получать кристаллы сульфата свинца различных размеров и форм. Это позволяет увеличить пористость и суммарную площадь действующей поверхности электродов, то есть увеличить поверхность соприкосновения электролита с активным материалом электродов, облегчить условия диффузии и выравнивания концентрации электролита в приэлектродном слое. Увеличение пористости способствует повышению величины максимального тока заряда и разряда.

При заряде реверсивным током в конце заряда выделяется меньше тепла и интенсивное газовыделение начинается позже, создаются оптимальные условия регулирования восстановительных реакций, уменьшаются скорости роста кристаллов сульфата свинца.

Порядок заряда реверсивным током аналогичен заряду постоянным током. Ясно, что для его реализации необходимо достаточно сложное специальное зарядное устройство - генератор реверсивного тока. Необходимо отметить, что простой однополупериодный 50-герцевый выпрямитель с небольшой разрядной нагрузкой практически десульфатирующим устройством не является.

Подробно метод восстановления емкости аккумуляторов с использованием реверсивных токов описан ниже.

Первый вариант. Десульфатация малым реверсивным током батарей, имеющих малую или среднюю степень сульфатации электродов.

Устанавливают величину зарядного реверсивного тока равной 0.5 - 2 А. Десульфатация иногда продолжается 20 - 50 часов и более без перерыва. При этом плотность электролита возрастает. Неизменность напряжения и плотности электролита в течение 2 часов является признаком окончания десульфатации.

Второй вариант. При запущенной форме сульфатации применяют заряд малым током, наиболее эффективно - реверсивным.

Для этого разряжают аккумулятор до 1.8 В (10.8 В на батарее 6СТ), удаляют электролит, заливают дистиллированную воду. Ток устанавливают настолько малым, чтобы напряжение было не выше 2.3 В. По мере увеличения степени заряженности плотность электролита возрастает.

После того, как плотность электролита во всех аккумуляторах батареи достигнет величины 1.11 г/см3 - необходимо слить электролит, залить дистиллированную воду и продолжить десульфатацию малым реверсивным током при напряжении до 2.3 В.

При плотности электролита 1.12 г/см3 устанавливают величину реверсивного тока в 1 А. Когда плотность раствора перестанет возрастать и начнется равномерное газовыделение, заряд прекращают.

Затем в течение 2 часов аккумулятор разряжают током, составляющим 20% от нормального разрядного тока, после чего заряжают в том же режиме до получения постоянства напряжения и плотности электролита.

Такой разряд-заряд повторяют 2-5 раз, пока не достигнут постоянства напряжения и плотности электролита.

После этого добавляют аккумуляторную кислоту до плотности 1.21 -1.22 г/см3 и полностью заряжают аккумулятор. После заряда аккумулятор выдерживают 3 часа и корректируют плотность электролита.

Если была допущена сильная сульфатация во всех аккумуляторах батареи, то описанные процедуры десульфатации выполняются в каждом из них.

Если систематический подзаряд аккумулятора производится реверсивным током, то сульфатации электродов практически не наблюдается. Сульфатация электродов отсутствует и в аккумуляторных батареях, которые интенсивно эксплуатировались и быстро выработали полностью свой ресурс.

Недостатки метода:

Преимущества метода:

2. Восстановление с использованием тренировочных циклов

Контрольно-тренировочный цикл заряда-разряда проводится для предотвращения сульфатации и определения емкости аккумулятора. Контрольно-тренировочные циклы проводятся не реже одного раза в год и выполняются следующим образом: заряжают аккумуляторную батарею нормальным током до полного заряда; выдерживают ее 3 часа после прекращения заряда; корректируют плотность электролита; включают зарядку на 20-30 минут для перемешивания электролита; проводят контрольную разрядку постоянным нормальным током 10-часового режима и контролируют время полного разряда до напряжения 1,7 В на банку (10,2 В на аккумуляторную батарею); емкость батареи определяют как произведение величины разрядного тока и времени разряда. После контрольного разряда батарею сразу же ставят на зарядку и полностью заряжают. Если оказалось, что емкость аккумуляторной батареи меньше 50% номинальной, она считается неисправной.

 Основные недостатки:

3. Восстановление механическим путем (промывка годных и замена вышедших из строя элементов)

Методы восстановления аккумуляторов, основанные на их разборке с промыванием годных и заменой непригодных для дальнейшего использования электродов, являются экологически «грязными» и трудоемкими. Промывание не позволяет полностью удалить все отложения с поверхности электродов.

4. Восстановление с использованием импульсных токов

Импульсные токи используются для восстановления аккумуляторных батарей различными организациями (например, ООО «МКТ-групп» и ООО «ПКФ Вторметзаготовка»).

Как правило, импульсные токи используются в сочетании с тренировочными циклами. При этом используется оборудование таких марок как «MacBat», «УЗВА» и др.

В процессе восстановления аккумуляторных батарей возможно увеличение емкости в среднем на 30-60%.

Основные недоставки метода:

В целом, по причине использования разрушительных токов результаты импульсной технологии нивелируются негативными последствиями, получаемыми в процессе восстановления.

На рис. 1 видно как разрушаются электроды в процессе восстановления аккумуляторных батарей с использованием восстановительного оборудования «MacBat».

Разрушение электродов в результате восстановления с использованием импульсной технологии

 

Рис. 1. Разрушение электродов в результате восстановления с использованием импульсной технологии

Используемые в комплексе с импульсной системой методы тренировки батарей также сокращают срок ее службы.

5. Присадки

Имеют химический принцип действия. В аккумуляторную батарею доливаются жидкости, которые вступают в реакцию и разрушают кристаллы сульфата свинца.

По данным потребителей действие присадок кратковременно. Постоянное же их использование способно нарушить установленную химическую реакцию и безвозвратно снизить емкость аккумуляторной батареи.